主键MongoDB自增主键技术实现原理

1. MongoDB自增主键技术介绍

MongoDB是一款非关系型数据库，它提供了自增主键技术用于在集合中为每一条记录生成唯一的_id。这种主键生成方式与传统的关系型数据库主键生成方式不同，下面我们来详细了解一下MongoDB自增主键技术的实现原理。

2. MongoDB自增主键技术实现原理

2.1 Object ID

MongoDB中的主键是一个特殊的字段，也就是每条记录中的_id字段。MongoDB主键使用的是Object ID。Object ID是一个由12个字节组成的字符串，其中前4个字节为时间戳，接下来的3个字节为机器标识，随后的2个字节为进程标识，最后的3个字节为计数器，从而确保了生成的_id全局唯一。

当MongoDB默认情况下为每一个集合中的每一条记录自动生成一个ObjectId作为主键。如果用户没有指定_id字段，并且通过插入语句将文档插入集合中，则MongoDB会自动生成ObjectId作为主键。如果用户指定了主键字段，则MongoDB将使用指定的主键字段。

2.2 自增主键技术实现

MongoDB自增主键技术并不是通过直接在MongoDB中增加一个自增长字段实现，而是通过在MongoDB中创建一个计数器集合（counter collection）来实现。

在MongoDB中，我们可以使用db.collection.findAndModify()方法来对指定的文档进行修改。这个方法可以对一个文档进行原子性的修改操作，即读取出一个文档，然后对其进行修改，最后写回数据库，并且能够确保不会出现其它并发修改这个文档的操作。

根据以上原理，我们可以在数据库中新建一个counter集合，每插入一条记录时将计数器的值+1，同时将计数器的当前值读出，然后将它作为主键插入到要插入的文档中。这样就能避免在高并发的情况下产生主键的冲突问题。

下面是实现自增主键技术的代码:

function getNextSequenceValue(sequenceName){
   var sequenceDocument = db.counters.findAndModify({
      query:{_id: sequenceName },
      update: {$inc:{sequence_value:1}},
      new:true
   });
   return sequenceDocument.sequence_value;
}

以上代码中，我们通过findAndModify()方法来找到counters集合中指定的文档，然后对其进行修改，将sequence_value字段的值自增1，然后通过设置new:true来返回修改后的文档。接下来，在创建新文档时，就可以通过调用上面这个函数来获得下一个序列值。

3. 总结

通过以上的介绍，我们了解到了MongoDB自增主键技术的实现原理。它采用了计数器集合的方式来避开高并发情况下产生主键冲突的问题，在MongoDB数据库中为每一条记录生成了唯一的_id，这一点在MongoDB的实际应用中非常重要。